JPH05504983A - 粘着付与のための樹脂の使用 - Google Patents
粘着付与のための樹脂の使用Info
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Classifications
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
粘着付与のための樹脂の使用
発明の分野
本発明はスチレン−ブタジェンブロンクコポリマーとのものを含む接着剤配合物
及び配合物のためにその中に粘着付与側として使用される石油樹脂に間する。
咳接着剤配合物はホシトメルト悪圧接着剤(HMPSA)を含めて悪玉接着剤と
して使用でき、殊にラベル素材及びテープのような用途に使用することができる
。
発明の背景
SISは1500〜2000のMWをもつC8/C,(ジ)オレフィンから誘導
された樹脂により粘着付与できるので、現在SISポリマーがテープ用に使用さ
瓢より安価なSBSポリマーは使用されない、SBS基配合物は今日までSIS
のように老化で許容される粘着力低下を与えるように粘着付与されなかった。
フリーデル−フラッフ触媒を用いてCs/C−(ジ)オレフィン及びC,t/C
,。
アロマティックスの混合物を重合することにより製造された比較的低い分子量を
もつSBS用粘用件着付与剤S−A−4078132Cレバート〔Lepert
) 〕及び〕EP−A−23456 [エバンス(Evans) )中に開示さ
れている。軟化点はEP−A−23456(エバンス)において低い。
レパートの実施例12中の分子量及び芳香族性は高い。しかし、その物質はSB
Sを満足に粘着付与しない。ポールタック(Ball tack)は4〜30c
+*であり、従って高すぎる。
エバンスにおいて非常に多量の連鎖移動剤(モノ−オレフィン)が使用されるの
で軟化点が非常に低い、生成物は良好な接fr/凝集性能をSBSブレンドに与
えないであろう、液体樹脂はホットメルト接着剤(HMA)中の油の置換に役立
つが、しかしa集性能が低下される。
本発明の目的は良好な凝集強さ及び老化における許容できるループタンク(io
of)tack)低下特性をもつ改良された接着剤配合物を提供することである
。
発明の概要
本発明は第1にスチレン−ブタジェンブロックコポリマー並びに、(1)csオ
レフィン及び(又は)ジオレフィン、並びに(又は)C,オレフィン及び(又は
)ジオレフィンを含むフィード、40〜90重量%;(2)C1〜C1,芳香族
化合物を含むフィード、10〜50重量%、(重量%は重合性フィード成分の全
重量を基にして計算される)の混合物をフリーデル−クラフッ触媒を用いて共重
合することにより製造さf5(a)プロトンNMRにより測定した13〜45重
量%の芳香族性のレベル、(b)50〜100℃の軟化点
(c) 400〜900のMn及び2200以下のMz並びに1300以下のM
w及び1.2〜1.7のMw1Mn比、
をもつ石油樹脂を含むホットメルト感圧接着剤用接着剤配合物を提供する。
使用されるCs及び(又は)C! ジオレフィン及び(又は)オレフィン含をフ
ィードは石油装入原料の分解から得ることができる。そのような装入原料にはナ
フサ、灯油、軽油、減圧軽油が含まれる。これらの装入原料は通常20〜550
℃の範囲内で沸騰する。
石油装入原料は、好ましくは水蒸気の存在下に分解ぎ臥推奨分解温度は500〜
870°Cである0通常20〜240“C2好ましくは20〜130℃の範囲内
で沸騰する不飽和炭化水素を含む生成物は一般に、その後分別されてC!〜C4
軽留分を除去される。装入原料が多量のシクロペンタジェンを含むならば、それ
を100〜160℃、好ましくは110〜140℃の温度で熱ソーキングにかけ
られるであろう、熱ソーキングはシクロペンタジェン又はジシクロペンタジェン
のレベルを2重量%以下に低下させるために、好ましくは0.5〜6時間例えば
0,5〜3時間を要する。低温熱ソーキングはCS!状共役ジエン(イソプレン
及びペンタジェン1,3シス−及びトランス−)との環状ジエン(シクロペンタ
ジェン及びメチルシクロペンタジェン)共二量化を制限するために好ましい0分
別及び、行なうならば熱ソーキングの後、装入原料は好ましくは、蒸留にかけて
ゲル前駆物質である環状共役ジオレフィンを除去される(ノクロペンタジエン及
びメチルシクロペンタジェンが二量体として除去される)。
著留後、通常15〜100℃、例えば25〜80°Cの範囲内で7ssする塔頂
ナフサが得6y最艮の結果は25〜70°C留分で連成される。この塔頂ナフサ
は王にC,ジオレフィン例えばイソプレン及び1.3シス−及びトランス−ペン
タジェン(ピペリレン)、C2〜C,モジオレフィン及びアロマティックス例え
ばベンゼンを含む。一般に塔頂ナフサは次の組成をもつニー重量%−
全パラフィン 1.0〜41,5
全ジオレフイン 50.0〜14.5
全オレフイン 33.5〜13.0
全アロマテインクス 20.0〜35.0イソプレン 16.5〜6.5
ペンタジェン1.3 15.5〜4.5正確な組成は水痕気分解にかける石油装
入原料の性質による。シクロペンテン含量は一般に3.0重量%以下である。こ
れらのフィードは本発明のプロセスの間に重合されないパラフィン及びアロマテ
ィックスのような物質を含み、これらの物質は本発明の目的に対する反応混合物
の部分であると考えられないことが注意される。
フィードはイソプレンが任意の普通の分離操作例えば蒸留、抽出暴留又は共沸蒸
留により前もって回収されるならば、有意にイソプレンを含まないことができる
。この場合に、フィードは狭い留分ペンタジェン1.3コンセントレートである
ことができる。典型的なそのような組成物は5重量%未満、好ましくは2重量%
未満のイソプレン、25〜80重量%のペンタジェン1.3(ンスー及びトラン
ス−異性体)を含む。他のCS及び(又は)Chオレフィン及び(又は)ジオレ
フィンが残りを構成し、−aにシクロベンテンは典型的には75〜10重量%で
ある。
Cs / Chフィードは本発明の方法における全不飽和物質の20〜70重量
%を構成する。
本発明に有用なオレフィン性不飽和芳香族化合物はまたその純粋な形態で、又は
不飽和アロマティックスの混合物例えば石油物質の分離から入手できるものとし
て使用できる。適当な不飽和アロマティックスにはスチレン、α−メチルスチレ
ン、インデン及びビニルトルエン並びにそれらの混合物が含まれる。再び、混合
物が使用される場合、百分率に対する言及はりアクタ−に対するフィードを基に
した不飽和重合性芳香族勧賞の量に対する。不飽和芳香族化合物10〜45を量
%の使用が好ましい。
分別により得られたハートカント留分(HCD)であるオレフィン性不飽和芳香
族化合物もまた使用できる。その典型的な組成は表1である:表−1
全ビニルアロマティックス 50重1%ジシクロペンタジェン(DCPD) 1
重量%ナフタレンより高沸(未同定) 15重量%ジヒドロ士テトラヒドロ D
CPD 8重量%非重合性アロマティックス 残 部
分子量分布を狭くする試剤を樹脂の製造に使用でき、例えば、我々の英国特許第
1538057号の枝分れ鎖反応性脂肪族オレフィン、例えば水蒸気分解により
得られるもの、を狭い分布の達成に使用できる。これらのオレフィンはCS/C
,フィードの一部、好ましくは10〜50重量%、殊に20〜40重量%を構成
することができ、使用される分枝オレフィンの量を変えて50〜100℃の範囲
内の任意所望の軟化点の樹脂を得ることができる。これらのオレフィンを不飽和
化合物の全重量を基にして50重量%まで使用することが好ましい9分枝オレフ
ィンが使用される場合、我々の英国特許第1538057号の広い(例えばC3
〜Cs)留分を使用することができる。好ましい枝分れ鎖反応性脂肪族オレフィ
ンはリン酸触媒で、又は流動接触分解装置から得られるプロピレン及びブチレン
類のオリゴマーである。
他の連M移動剤例えば我々の英国特許第1537852号のハロゲン化アルキル
もまた、場合により触媒系の一部として使用できる。
同様に、酸素化移動剤、例えばモノ−、ジー又はトリー置換フェノール(置換は
01〜C1゜あるいは好ましくはC1〜C6直鎖又は枝分れ鎖ヒドロカルビル基
例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、アミルあるいはそれらの第二級又は
第三級異性体である)(例えば2.6−ジーし一ブチルー4−メチルフェノール
)、アルコール類、エステル類、ジアルキルエーテル類、アルカリールエーテル
類(エーテル中のアルキル基はC8〜Ch直鎖又は枝分れ饋ヒドロカルビル基、
例えばメチル、アミルあるいはその第二級又は第三級異性体である)(例えばア
ニソーノの、有機酸又は#無水物(例えば無水マレイン酸)を使用することがで
きる。使用されるとき、酸素化移動剤は好ましくは300°Cより低い沸点をも
つべきである。低沸点化合物例えばジエチルエーテルが使用されるならば、重合
温度及び圧力をそれらが液体状態に維持されるように慎重に選ぶべきである。
AlC1,の存在下の最も有効な化合物はジアルキルエーテル類又はアルカリー
ルエーテル例えばアニソールであり、それはそれらが触媒に対する溶媒として作
用するからである1重合が通常30〜80℃で行なわれるので、そのような添加
剤はいずれもそれを液相中に維持するために適当な沸点のものであるべきである
。
移動剤として使用される酸素化化合物の量は石油樹脂フィードの重量を基にして
0.1〜51i量%、好ましくは0.5〜2重量%で変化することができる。そ
れらは一般に前記枝分れ鎖反応性脂肪族オレフィンより魅力が少ない。フィード
は混合8h、フリーデル−クラフッ触媒例えば塩化アルミニウム、臭化アルミニ
ウムあるいは塩化アルミニウム/塩酸/芳香族炭化水素錯体又は塩化アルミニウ
ム/ハロゲン化アルキル/芳香族炭化水素錯体を用いて重合されへ咳芳香族炭化
水素は好ましくはアルキル置換、例えば0−キシレン、メンチレン、エチルベン
ゼン、イソプロピルベンゼンであり、他種又は長鎖モノ−、ジー又はトリーアル
キルベンゼンが殊に適する。アルキル鎖は線状又は枝分れであることができ、1
〜30個の炭素原子で変化することができる。
の枝分れ鎖オレフィンによるアルキル化の間の副生物として得られる酸性液状A
lIC1,スラッジは上記重合法のための触媒として直接使用することができる
。
例えば、プロピレンの三フッ化ホウ素オリゴマー化及び分別により製造される枝
分れ鎖オレフィン、例えばC+Zオレフィン又はC14オレフィンはアロマティ
ックスとアルキル化し、現場にスラッジを生ずることができる0例として、他の
置換枝分れ又は直鎖芳香族製造例えばメタ及び(又は)バラ−ジイソプロピルベ
ンゼン並びにバラ−ジ−t−ブチルベンゼンがらのプレフォーム0−キシレンA
jlICI4/HC!!液体錯体スランジに想像する結果を与えたドデシルベン
ゼンプラントから入手できる酸性スラッジもまた使用できる。
重合工程における触媒の量は、重合させる混合物の重量を基にして0.25〜3
.0!量%、好ましくは0.5〜!、5!量%で変化できる。最適濃度は触媒の
溶解度に影響を及ぼす溶媒の性質及び重合反応器内部のがくばん効率による。
三又は四塩化チタン、四塩化スズ、三フッ化ホウ素;有機エーテル、フェノール
類又は酸との三フン化ホウ素詣体のような他のフリーデル−クラフッ触媒もまた
使用できるが、しかしそれらはむしろ低い樹脂収率を生じ、多量の低価値の液体
オリゴマーが得られる。これらの油状オリゴマーが反応性可塑側又は液状可塑剤
として改善できるとしても、そのような触媒は推奨されない、他の可能な触媒は
酸性白土であることができる。
通常の重合温度は一20〜100’C,好ましくは30〜80’Cであり、低い
温度が使用されると樹脂の色が改善されるが、しかし収率の低下があることがで
きることが認められた。
重合後、残留触媒は例えば、アルカリ、アンモニア又は炭酸ナトリウムの水溶液
による洗浄、あるいはアルコール例えばメタノールの添加及びその後の濾過によ
り除去することができる。
最終樹脂は未反応炭化水素〔ベンゼン中の「ラフィネート」リッチ及び(又は)
パラフィン/未反応オレフィン〕及び低分子量オリゴマーを水蒸気ストリッピン
グ又は真空蒸留によりストリップすることができる。完成樹脂は通常高い軟化点
をもつ。
前記のように製造された樹脂は芳香族及び脂肪族不飽和の両方を含み、水素化し
て色を除くことができるが、しかし同時に芳香族不飽和の低下はできる限り避け
る。水素化はバッチ又は連続であることができる。触媒の典型的な例にはニッケ
ル、パラジウム、白金及び硫化モリブデン、Ni −W、 Ni −Mo 、
Co −M。
触媒が含ま演好ましい触媒は担体例えばアルミナ、けいそう土、活性炭、シリカ
、シリカアルミナ及びチタニア上の予め活性化された触媒である。
適当な炭化水素溶媒中の樹脂の溶液を過剰の水素又は水素リッチガスとともに触
媒上に通す水素化工程を用いることができる。
水素処理後、反応器からの混合物をフラッシュし、さらに分離してリサイクルの
ために溶媒及び水素を回収し、水素化樹脂を回収することができる。溶液は酸素
を含まないか又は最小酸素の雰囲気中でフラッシュ及び(又は)蒸留して溶媒を
除去し、その後好ましくは完成樹脂の色及び他の性質の劣化を避けるために樹(
fill)Jの名称により市場に知られる低分子量の可能な軽油状ポリマーを除
くことができる。
該高分子樹脂は軟化へか80℃以上であるときに、好ましいのでフレークにする
こまができる。
8の領域内のガードナーカラーないし30のセイボルト色度、約50〜100℃
の環球軟化点及び高度の粘着性をもつ樹脂が得られる。これらの性質はそれを、
HMPSAを含めてSBSとのPSA接着剤配合物に使用することを可能にする
。
そのように製造された樹脂はSBSポリマーとブレンドして良好な凝集性、老化
での低い粘着力低下をもつPSAを経済的コストで与えることができる。
実施例
表2は5つの樹脂の製造に用いたフィード流組成、関連する反応パラメーター及
び生じた樹脂性質を示す。
反応器フィード及びパラフィン溶媒を表2に示した割合で混合した。次いで混合
物を、1重量%のAjICI!sを触媒として用いて60℃で重合させた。用い
た条件は次のとおりであった:
反応混合物(表2中に記載される)を、機械かくはん機、冷却器及び触媒注入装
置を備えた2リツトルのガラス反応器に供給した。触媒としてフィードの全重量
を基にして1重量%の粉末AlCl1sを反応器に注入し、次いでそれを50〜
60℃で90分間保持した。所望反応時間後、アンモニア溶液を加えて反応を停
止させた。次いで窒素雰囲気下の250℃における水蒸気ス) IJフッピング
後樹脂を得た。
比 較 本発明による
翻 12345
2L二上組成
水蒸気分解装置1F 23.530 30 42 30誘導オレフイン
へ−トカノト留分 37.546 23 24 23C9ノ才し7427才しフ
ィン
70°Cの終点をもつ
(ビペ畷ルンコンセントレート’) 18 10 24 14.5 −軽質バー
ジンナフサ 21 14 23 19.5 23全重合性物質 53 54.5
55 55.5 54.5裕−果
樹脂収率 38.5 38 36.5 28 30.5フイル収率(籾ゴマ−)
16 18.5 11.5 14 14軟イヒ点(”C) 92 88 88
83 82ガードナーカラー 7 8 6.5 7− 7−芳香族含量、NM
Rej!重量%” 46.2 53.2 30.8 34.3 32.2Mn(
GPC) 730 620 775 690 785Mw (GPC) 110
0 、 860 1135 910 1160Mz(GPC) 2000 14
20 1860 1330 2060Mw/Mn 1.5 1.4 1.5 1
.3 1.5高芳香性に注意 比較的高い軟化点、
表中老化での 正しい範囲内の芳香族性ループタック低下 低いガードナー、
が比較される。 低分子量の組合せ。
水蒸気分解装置誘導オレフィンは表3中に示すような典型的な組成を有した。
表−1
水蒸気分解装置オレフィンの典型的な組成全05及びC,オレフィン 70重量
%全C1及びChジオレフィン 1重量%全アロマティックス 1重量%
全飽和化合物(パラフィン) 残 部
典型的なC,オレフィン:
C,ジオレフィン/オレフィンは表4に示される典型的な組成をもつピペリレン
コンセントレートであった。
4−メチルペンテン2 0.06
3−メチルペンタン 0.03
軽質バージンナフサは表5に示される組成を有した。
表一旦
LVN(軽質バージンナフサ)溶媒の典型的な組成全C3及びC6飽和化合物
(パラフィン系) 297重量%
アロマティシクス ≦ 0.5311%ジオレフィン、オレフィン 残 部
軟化点は環球法(ASTM E−28)により測定した。
Mn 、Mw 、Mz及びMw/Mnに関する記載及び請求の範囲中のGPC関
連データは測定後次の記載に従って計夏した。
用いたゲル浸透クロマトグラフィー法
樹脂を4つのウルトラスチラゲル力ラムを備えたGPC201ウォーターズCW
aters)装置で試験した。これらのカラムは10’〜100オングストロー
ムの範囲内の細孔径及びミクロスチラゲルより高い分解能をもつ多孔性ゲルを充
てんされる。
ウルトラスチラゲルカラムのセットをポリスチレン標準で校正し、「普遍」校正
を得た。各試料とともに基1!(g黄)を注入してポンプの流量の小変動を考慮
する。硫黄の溶出時間を常に100であると仮定し、校正は換X溶出時間0=L
oot/l、(式中、tは種Mの溶出時間であり、1sは硫黄の溶出時間である
)に関して示される。
ポリスチレンに対して次の校正式が得られた:Ln M = 53.4459−
1.792260+0.02540660”−0,133993E−30’この
関係から’ 9’JM J校正式が推論される:LN M (n) = −8,
8457+1.713 Ln M= 82.7071−3.070140+0.
04352150°−229529E−30’0=データ
本特許に記載した樹脂に対する校正はそれらの数平均分子量及び固有粘度により
fI認された15の基準試料により決定した。
次の校正式が得られた:
Ln M = 62.6837−2.244780+0.03235980”−
0,166704E−303*樹脂の芳香族性の測定
既知量の樹脂(約100mg)及び既知量の内標準の四塩化炭素中の溶液を調製
する。この溶液0.05tj!をとり、シュウテロホルムを加え、定量’HNM
Rスペクトルを行なう。
次いで芳香族領域(8〜6.4pρ■)の積分を内標準の積分と比較する。
プロトンの数を基にして芳香族開城に対する異なるN域中に二!換アロマチフク
ス : 4
を包含した。
化合物の重量、並びに七ツマ一単位の分子量及び内標準から芳香族官能基の重量
百分率を決定することができる。
表6は市販SBS ’カリフレックス(Cariflex) l l 02登録
商標〕と種々の樹脂との種々の配合物及び生したPSAの性質を示す、比較のた
めに老化すると低い粘着力低下をもつと知られた5IS(スチレン−イソプレン
−スチレン)ブロックコポリマー物質もまた含まれる。
SDSとブレンドした樹脂が適当なループタンク老化を与え、従ってこれらの配
合物が51S基配合物の経済的置換であるとの結論を支持する。
カリフレックス丁R1102(SBS) 100 100 100カリフレツク
スTR1107(SIS) 100表2中の樹脂1125
エスコレッッ(Escorez) 1310 125フレクソン(F Iexo
n) 876 25 25 25 25イルガノツクス(Irganox) 1
076 − 1イルガノツクス(Irganox) 1010 1 1 ]フィ
ラー上の−7−チイ7グ; 23 g/ m2; L/ IJ−ZSTS339
0PSA性質−初期
180剥離強さくN10n) PSTC−15,75,05,56,0ループタ
ツク(N/25mm)FTM−912,710,O15,614,5ポー)し9
ツク(cm)PSTC−62321,5せん断−RT−(時) PSTC−7
スf−Jし25+++fg25mn+ >150 >150 >150 >15
0i*iせん断(分/C) IO/60 30150 4/70 B/60軟化
点(C) 70 66 77cf 85ブL/7ド粘度、175℃ 37100
36000 39400 56600(ブルックフィールド粘度計)
オーブンエア老化ニル−ブタツク(N/25mm+) F TM−9初期 12
.7 10,0 15.6 14.53日後 −15,9
5日後 9.2 7.6 − 15.811日後 4,7 9.6 − 16
13日後 14.6
19日後 9.8 6.2 − 22.522日後 −15
27日後 8.7 5.8−24cf
28日後 −14,6
従って、意外にも515配合物と比較してSBS配合物の一般に認められた劣等
感が、非常に特異な特性をもつ粘着付与剤の使用により相当程度克服できること
が認められた。
国際調査報告
1elennlIIlRII App+les+lap lla、 PCT/田
90101749国際調査報告
Claims (8)
- 1.スチレン−プクジエンブロックコポリマー並びに、(1)C5オレフィン及 び(又は)ジオレフィン、並びに(又は)C6オレフィン及び(又は)ジオレフ ィンを含むフィード、40〜90重量%;(2)C8〜C10芳香族化合物を含 むフィード、10〜50重量%、(重量%は重合性フィード成分の全重量を基に して計算される)の混合物をフリーデル−クラフツ触媒を用いて共重合すること により製造され、(a)プロトンNMRにより測定した13〜45重量%の芳香 族性のレベル、(b)50〜100℃の軟化点、 (c)400〜900のMn及び2200以下のMz並びに1300以下のMw 及び1.2〜1.7のMw/Mn 比、をもつ石油樹脂を含むホットメルト感圧 接着剤用接着剤配合物。
- 2.スチレン−プタジエンブロックコポリマ−100部当り樹脂100〜200 部、及びスチレン−プタジエンブロックコポリマ−100部当りプロセス油0〜 100部を含む、請求項1に記載の接着剤配合物。
- 3.樹脂が水素化される、請求項1又は2に記載の接着剤配合物。
- 4.配合物がスチレン−プタジエンブロックコポリマ−100部当り樹脂125 〜150部及びスチレン−プタジエンブロックコポリマ−100部当りプロセス 油25〜50部を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接着剤配合物。
- 5.樹脂が80〜90.5℃の軟化点をもつ、請求項1〜4のいずれか一項に記 載の接着剤配合物。
- 6.コポリマーが少なくとも20重量%、好ましくは25〜45重量%のスチレ ン含量をもつ線状、ラジアル、マルチアームデーバードコポリマーから選ばれる 、請求項1〜5のいずれか一項に記載の接着剤配合物。
- 7.フリーデル−クラフツ触媒を用い、(1)C5オレフィン及び(又は)ジオ レフィン、並びに(又は)C6オレフィン及び(又は)ジオレフィンを含むフィ ード、40〜90重量%;(2)C8〜C10芳香族化合物を含むフィード、1 0〜50重量%、の混合物を共重合することにより製造され、(a)プロトンN MRにより測定して13〜45重量%の芳香族性のレベル、(b)50〜100 ℃の軟化点、 (c)400〜900のMn及び2200以下のMz並びに1300以下のMw 及び1.2〜1.7のMw/Mn比、を持つ石油樹脂。
- 8.スチレン−ブタジエンブロツクコポリマーの粘着付与に対する請求項6に記 載の石油樹脂の使用。
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